编号：FTJS09281
篇名：稀释剂种类对燃烧合成氮化硅粉体的影响
作者：李飞 崔巍 田兆波 张杰 杜松墨 陈张霖 刘光华
关键词： 燃烧合成 稀释剂 氮化硅
机构： 清华大学材料学院 佛山（华南）新材料研究院
摘要： 以硅粉作为反应原料,在N2气氛中通过燃烧合成制备Si3N4粉体。为获得烧结活性好的高α相Si3N4粉体,在燃烧合成过程中需要加入一定比例的稀释剂。分别以粒径为3μm的α-Si3N4、β-Si3N4和BN粉体作为稀释剂,将硅粉、稀释剂、NH4Cl按一定质量比(46∶49∶5)均匀混合,在6 MPa氮气压力下燃烧合成制备Si3N4粉体。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线能谱对产物相组成、相含量和显微结构进行研究,并分析不同种类稀释剂对燃烧合成Si3N4粉体的影响。结果表明:以3μm的α-Si3N4、β-Si3N4作为稀释剂的燃烧合成过程的最高温度均高于1700℃,制得的产物中,新生成的α-Si3N4均低于40%(质量分数);以3μm的BN作为稀释剂燃烧合成过程的最高温度略高于1500℃,制得的产物中,新生成的α-Si3N4含量高于90%(质量分数)。产物中的α-Si3N4粉体为爪状或菜花状形貌,β-Si3N4粉体为棱柱状形貌,不同相Si3N4粉体粒径分布较为均匀。最终,相比较于以Si3N4粉体作为稀释剂,以BN粉体作为稀释剂可以降低燃烧合成的最高反应温度并有效隔离硅熔体,从而提高Si3N4产物的α相含量。
